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Come ogni anno, Festo non smette mai di stupire con i prototipi di robot ispirati agli animali che animano il nostro pianeta e che di solito vengono presentati durante l’annuale Festo Bionic Learning Network; dopo la medusa volante, la libellula, il gabbiano e il canguro, quest’anno è la volta di animali ancora più piccoli, di insetti che hanno una forte propensione collaborativa, non foss’altro che nei movimenti. Se a questa caratteristica aggiungiamo le dimensioni particolarmente ridotte di questi insetti bionici con movimenti che sono del tutto simili a quelli degli insetti veri, non possiamo che complimentarci con il team di ingegneri di Festo, le cui ricerche in questo campo non sono fini a se stesse ma consentono di sperimentare nuovi materiali e tecnologie che poi vengono applicate in attuatori e sensori commerciali.
Quest’anno, dunque, è la volta di Bionic Ants and Butterflies, ovvero di Formiche e Farfalle Bioniche, insetti che con il loro comportamento rispecchiano fedelmente il tema di quest’anno del “Festo Bionic Learning Network” che aveva come titolo “Join the Network”, con l’intento di mettere in risalto (e imitare artificialmente) come interagiscono e lavorano insieme gli sciami di insetti.
BionicANTs (formiche bioniche)
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Questi minuscoli robot sono destinati a dimostrare un comportamento cooperativo basato sul corrispondente modello naturale. Esattamente come le formiche reali, i BionicANTs seguono insiemi di regole semplici e possono funzionare in modo autonomo, mentre allo stesso tempo lavorano in maniera cooperativa per realizzare operazioni complesse su larga scala. Da questo punto di vista, le formiche comunicano tra loro per coordinare azioni e movimenti, e piccoli gruppi di esse possono manipolare oggetti molto più grandi di loro, unendo le forze per spingere e tirare.
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Dal punto di vista hardware, molti particolari meccanici sono realizzati in 3D mediante sinterizzazione laser ed anche le connessioni presenti sulla parte esterna del corpo sono funzionali e non decorative e sono anch’esse stampate in 3D.
Sulle teste è presente un sistema di telecamere stereo per poter valutare anche la profondità mentre le antenne fungono da terminali per la ricarica delle batterie mediante un apposito binario. Le parti in movimento, gambe, mandibole, ecc. sono realizzate con 20 “trimorphic piezo-ceramic bending transducers” che offrono grande rapidità di movimento, minimo ingombro, consumi ridotti e lunga durata.
Un sensore ottico posto sotto il corpo (simile a quello dei mouse) permette alle formiche di muoversi seguendo gli impulsi ad infrarossi presenti sul pavimento, mentre le telecamere possono localizzare altri punti di riferimento. Ciascuna formica è lungo 13,5 centimetri e pesa 105 grammi.
Butterflies eMotion (farfalle)
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Tra i molti robot volanti ispirati alla natura realizzati da Festo in passato, queste farfalle sono quanto di meglio si possa immaginare. Ogni farfalla può funzionare in maniera autonoma muovendo le ali per seguire percorsi programmati.
La tecnologia che in questo caso utilizza Festo per evitare che le farfalle si schiantino contro i muri o che si scontrino tra loro consiste in un sistema di 10 telecamere al alta velocità all’infrarosso (160 fps) montate in modo da inquadrare tutta l’area di volo. Il sistema, unitamente ad una coppia di emettitori all’infrarosso montata su ciascuna farfalla, evita che le stesse si scontrino o colpiscano le pareti.
Ogni farfalla, che ha un’apertura alare di 50 centimetri e pesa solo 32 grammi, utilizza due servomotori per attivare le ali, una IMU, accelerometro, giroscopio, bussola nonché due piccole batterie ai polimeri di litio da 90 mAh.
Con una frequenza di battimento delle ali di 1 o 2 volte al secondo, la velocità massima risulta di 2,5 m/s mentre l’autonomia di volo è compresa tra 3 e 4 minuti con un tempo di ricarica delle batterie di 15 minuti. La struttura delle ali e del corpo è composta da una struttura sottilissima di carbonio mente le ali sono realizzate con una pellicola sottilissima ed elastica. Quando le ali si chiudono, lo spazio d’aria che si crea all’interno conferisce all’insetto bionico una aerodinamica davvero speciale.
Fonte: Festo
